模具制造技术课后习题及答案.docx
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1、第1章模具制造工艺规程思考题与习题1 .什么叫生产过程和工艺过程?答:制造模具时,将原材料或半成品转变成为成品的各有关劳动过程的总和称为生产 过程。在模具制造过程中,直接改变被加工工件形状、尺寸、物理性质和装配过程等称为工 艺过程。按照完成零件制造过程中采用的不同工艺方法,工艺过程可以分为铸造、锻造、冲 压、焊接、热处理、机械加工、外表处理和装配等工艺过程。2 .什么是工序、安装、工步、工位和走刀?构成工序和工步的要素各有那些?答:1)工序:一个或一组工人在同一个工作地点,对一个或同时一批工件所连续完成的 那一局部工艺过程称为工序。工序不仅是组成工艺过程的基本单元,也是组织生产、核算成 本和进
2、行检验的基本单元。2)安装:确定工件在机床或夹具上占有一个正确位置的过程,称为定位。工件定位后 将其固定,使之在加工过程中保持定位位置不变,即夹紧。工件的定位和夹紧过程称为装夹。 在某一工序中,有时需要对工件进行屡次装夹加工,工件经一次装夹后所完成的那局部工序 称为安装。3)工位:为了完成一定的工序内容,一次装夹工件后,工件与夹具或设备的可动局部 一起相对于刀具和设备的固定局部所占据的每一个位置,称为工位。4)工步:对工序进一步划分即为工步。一道工序(一次安装或一个工位)中,可能需 要加工假设干个外表只用一把刀具,也可能虽只加工一个外表,但却要用假设干把不同刀具。在 加工外表和加工工具不变的情
3、况下,所连续完成的那一局部工序,称为一个工步。5)走刀(行程):由于余量较大或其他原因,需要用同一刀具,对同一外表进行屡次切 削,那么刀具对工件每进行一次切削就是一次走刀(行程)。6)构成工序的要素有:加工工人、加工对象、加工地点、加工内容是否连续。7)构成工步的要素有:加工工人、加工外表、加工工具。3 .模具零件的毛坯主要有哪些类型?哪些模具零件必须进行锻造?答:模具零件的毛坯主要有:锻件、铸件、焊接件、型材和板材。4 .模具零件的工艺分析主要有哪些方面的内容?答:模具零件的结构分析,如:基本外表、特形外表等。模具零件的技术分析,如:1)加工外表的尺寸精度;2)主要加工外表的形状精度;3)
4、主要加工外表之间的相互位置精度;4)各加工外表的粗糙度,以及外表质量方面的其它要 求;5)热处理和外表处理要求。5 .什么是加工余量、工序余量和总余量?答:1)加工余量的基本概念加工余量是指加工过程中从加工外表切去的金属层厚度。工序加工余量是指某一外表在 一道工序中所切除的金属层厚度,它取决于同一外表相邻工序前后工序尺寸之差。毛坯尺寸 与零件图设计尺寸之差称为总加工余量(毛坯余量),其值等于各工序的加工余量总和。其余四面留精铳余量0.8mm;5 钳工划线钻床自检钻孔、攻丝2-M6-10、6 精铳按凹模实际尺寸精铳凸模到尺寸热处理 热处理:淬火、回火HRC58-62。热处理炉检验硬度8 研磨、抛
5、光钳工研磨配出冲裁间隙9 检验专职检验员10 入库以上两个工艺全部采用机械加工,学习了第四章后可应用线切割,加工工艺就更简单。11 .模具常用的超硬材料有哪些?简述高硬材料的成型磨削方法?答:硬质合金和钢结硬质合金。常用的成形磨削的方法有两种:成形砂轮磨削法和夹具磨削法。(1)成形砂轮磨削法利用修整砂轮夹具把砂轮修整成与工件型面完全吻合的反型 面,然后再用此砂轮对工件进行磨削,使其获得所需的形状,该方法可使磨削生产率高,但 砂轮消耗较大。此法一次磨削的外表宽度不能太大,修正砂轮时必须保证必要的精度。(2)夹具磨削法 将工件按一定的条件装夹在专用夹具上,在加工过程中通过夹具的 调节使工件固定或不
6、断改变位置,从而使工件获得所需的形状。利用夹具磨削法对工件进行 磨削,其加工精度很高,甚至可以到达零件具有互换性。成形磨削的专用夹具主要有磨平面 及斜面用夹具、分度磨削夹具、万能夹具及磨大圆弧夹具等几种。上述两种磨削方法,虽然各有特点,但在加工模具零件时,为了保证零件质量,提高生 产率、降低本钱,往往需要两者联合使用。12 .简述光学曲线磨削的工艺方法。答:(1)轨迹法 光学曲线磨床主要采用砂轮沿工件加工(型)面连续展成磨削成形。 其工艺过程为:将工件的型面放大50倍,采用精密绘图机绘制在“描图样”上,并夹在屏 幕4上;根据光曲磨床的投影屏幕尺寸的大小,假设工件尺寸超过投影屏幕尺寸范围,那么可
7、对 型面进行分段,如每段均放大50倍,并重叠绘制在同一幅描图上,夹在屏幕上。按投影屏 幕上的各段曲线,按顺序逐段磨削成形。如果是分段绘制的曲线,每一段曲线磨削完后,要 调整工作台带开工件移动到下一型面。为使磨削出的工件型面之间能光顺、平滑、精确地连 接,常采用按几何元素来进行分割,使之合理地进行分段磨削。2)切入法即采用成形砂轮进行切入式磨削,成形砂轮的型面须与工件加工(型)面完 全吻合、精确一致。因此在光学曲线磨床上采用切入法时亦需使用金刚石和相关修整砂轮夹 具精密修整砂轮。第3章模具数控加工思考题与习题13 数控机床由哪几局部组成?答:(1)输入输出装置(2)计算机数控(CNC)装置(3)
8、伺服单元和驱动装置(4)机床电气控制(5)测量装置(6)机床本体14 数控编程要经过哪几个步骤?答:(1)分析零件图确定工艺过程对零件图样要求的形状、尺寸、精度、材料及毛坯进行分析,明确加工内容与要求; 确定加工方案、走刀路线、切削参数以及选择刀具及夹具等。(2)数值计算根据零件的几何尺寸、加工路线、计算出零件轮廓上的几何要素的起点、终点及圆弧 的圆心坐标等。(3)编写加工程序在完成上述两个步骤后,按照数控系统规定使用的功能指令代码和程序段格式,编写 加工程序单。(4)将程序输入数控系统程序的输入可以通过键盘直接输入数控系统,也可以通过计算机通信接口输入数控系 统。(5)检验程序与首件试切利用
9、数控系统提供的图形显示功能,检查刀具轨迹的正确性。对工件进行首件试切, 分析误差产生的原因,及时修正,直到试切出合格零件。15 按运动方式来分,数控机床分为哪几类?简述数控机床的工作过程。答:按加工控制路线分类:(1)点位控制机床(2)直线控制机床(3)轮廓控制机床(又称连续控制机床)数控机床的工作过程:准备阶段、编程阶段、准备信息载体、加工阶段。16 数控铳床与普通铳床有哪些主要的区别?数控铳床主要由哪几局部组成?数控铳床 上可加工哪些零件?答:数控铳床它和普通铳床原理相同,结构相似,工艺相近,不同在于数控铳床是利用计算机程序作为指导者的自动加工机床。数控铳床组成:输入输出装置、计算机数控(
10、CNC)装置、伺服单元和驱动装置、机 床电气控制、测量装置、机床本体(床身局部,铳头局部,工作台局部,横进给局部,升降 台局部,冷却、润滑局部。)17 .加工中心与数控铳床有哪些区别?加工中心主要由哪几局部组成?答:加工中心与数控铳床区别:加工中心是从数控铳床开展而来的。与数控铳床的最 大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力,通过在刀库上安装不同用途的刀具,可 在一次装夹中通过自动换刀装置改变加工刀具,实现多种加工功能。加工中心主要由以下几局部组成:(1)基础部件(2)主轴部件(3)进给机构(4)数控系统(5)自动换刀系统(6)辅助装置6 .按加工中心运动坐标数和同时控制的坐标数,分为三
11、轴二联动、三轴三联动等,“轴” 和“联动”的含义是什么?答:“轴”是指加工中心具有的运动坐标数,“联动”是指控制系统可以同时控制运动 的坐标数,从而实现刀具相对工件的位置和速度控制。7 .什么是开环、闭环和半闭环控制系统?其优缺点有哪些?各适用于什么场合?答:开环控制系统:如果系统的输出端与输入端之间不存在反响,也就是控制系统的输出量不对系统的控 制产生任何影响,这样的系统称开环。开环控制系统是控制系统中,系统的控制输入不受输 出影响的控制系统。在开环控制系统中,不存在由输出端到输入端的反响通路。因此,开环 控制系统又称为无反响控制系统。优点:同闭环控制系统相比,开环控制系统的结构要简单得多,
12、同时也比拟经济。缺点:精度低。适用场合:开环控制系统主要是用于增强型的系统。半闭环控制系统:半闭环控制系统是在开环控制系统的伺服机构中装有角位移检测装 置,通过检测伺服机构的滚珠丝杠转角间接检测移动部件的位移,然后反响到数控装置的比 较器中,与输入原指令位移值进行比拟,用比拟后的差值进行控制,使移动部件补充位移, 直到差值消除为止的控制系统。优点:由于半闭环控制系统调试维修方便,稳定性好,半闭环控制系统的伺服机构所 能到达的精度、速度和动态特性优于开环伺服机构目前应用比拟广泛。缺点:由于半闭环控制系统将移动部件的传动丝杠螺母不包括在环内,所以传动丝杠 螺母机构的误差仍会影响移动部件的位移精度。
13、适用场合:为大多数中小型数控机床所采用。闭环控制系统:由信号正向通路和反响通路构成闭合回路的自动控制系统,又称反响 控制系统。根据系统输出变化的信息来进行控制,即通过比拟系统行为(输出)与期望行为 之间的偏差,并消除偏差以获得预期的系统性能。在反响控制系统中,既存在由输入到输出 的信号前向通路,也包含从输出端到输入端的信号反响通路,两者组成一个闭合的回路。因 此,反响控制系统又称为闭环控制系统。优点:同开环控制系统相比,闭环控制具有一系列优点。在反响控制系统中,不管出 于什么原因(外部扰动或系统内部变化),只要被控制量偏离规定值,就会产生相应的控制 作用去消除偏差。缺点:反响回路的引入增加了系
14、统的复杂性,而且增益选择不当时会引起系统的不稳 定。价格昂贵。适用场合:精度要求高的场合。8 .数控机床的坐标轴与运动方向是怎祥规定的?与加工程序有何关系?答:机床坐标系与运动方向:为了确定机床的运动方向和移动距离,就要在机床上建立一个坐标系,该坐标系就叫 机床坐标系,也叫标准坐标系。数控机床上的坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系,如图8-1所示。右手的大拇指、食指 和中指保持相互垂直,拇指的方向为X轴的正方向,食指为Y轴的正方向,中指为Z轴的 正方向。右手直角笛卡尔坐标系A、B、C分别表示其轴线平行于X、Y和Z坐标的旋转运动。根据右手螺旋定那么,分 别以大拇指指向+X、+Y、+Z方向,其余四指那
15、么分别指向+A、+B、+C轴的旋转方向。Z轴 通常把传递切削力的主轴定为Z轴。对于工件旋转的机床,如车床、磨床等,工 件转动的轴为Z轴;对于刀具旋转的机床,如像床、铳床、钻床等,刀具转动的轴为Z轴; Z轴的正方向取为刀具远离工件的方向。X轴 X轴一般平行于工件装夹面且与Z轴垂直。对于工件旋转的机床(如车床、磨 床等),X坐标的方向是在工件的径向上,且平行于横向滑座,刀具远离工件旋转中心的方 向为X轴的正向;对于刀具旋转的机床(如铳床、像床、钻床等),假设Z轴是垂直的,当从 刀具主轴向立柱看时,X轴正向指向右;假设Z轴是水平的,当从主轴向工件看时,X轴正 向指向右。Y轴 当X轴与Z轴确定之后,Y
16、轴垂直于X轴和Z轴,其方向可按右手定那么确定。与加工程序关系:工件坐标系是由编程人员根据零件图样及加工工艺,以零件上某一固 定点为原点建立的坐标系。又称为编程坐标系或工作坐标系。在机床坐标系里通过对刀等操 作确定工件坐标系原点后以工件坐标系原点编制加工程序。9 .工件坐标系设定指令中,G92与G54 一 G59指令之间有何差异?答:(1)设定程序原点的指令在CNC铳床或MC上,可用G92指令其指令格式为G92 X_Y_;其中X、Y值是指程序原点到机械原点的向量值,于使用时,必须将X、Y值表 示出来。(2)当工件外形复杂时,为了撰写CNC程序的方便常须设定2个以上的程序原点, 故也可用G54-G
17、59指令设定程序原点,其指令格式:G54;其后面不须书写X、Y值,其定义是指机械原点到程序原点的向量值。一般使用G54-G59指令后,就不再使用G92指令。但如果使用时,那么原来由G54 G59设 定的程序原点将被移动G92后面X、Y值。10 .数控铳削加工中,由于加工零件复杂,采用自动编程可快速准确地编制数控加工程 序,何谓自动编程?答:自动编程相对与手动编程而言它是利用计算机专用软件来编制数控加工程序,编 程人员只需根据零件图样的要求,使用数控语言,由计算机自动地进行数值计算及后置处理, 编写出零件加工程序单,加工程序通过直接通信的方式送入数控机床,指挥机床工作,自动 编程使得一些计算繁琐
18、、手工编程困难或无法编出的程序能够顺利地完成。11 .制定数控铳削及加工中心加工工艺的主要内容有哪些?答:(1)零件图工艺分析(2)设备的选择(3)确定零件的定位基准和装夹方式(4)工艺路线的拟定(5)刀具选择(6)确定切削用量(7)数控加工工序卡片拟订12 ,数控铳削及加工中心零件工艺分析包括哪些内容?答:1)零件图样技术分析(1)零件的形状、结构及尺寸标注(2)零件图样的完整性和正确性(3)零件技术要求(4)零件材料2)零件的结构工艺性分析3)零件毛坯的工艺性分析4)零件变形情况分析13 .确定铳刀进给路线时,应考虑哪些问题?答:进给路线确实定与工件外表状况、要求的零件外表质量、机床进给机
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